ทำการวินิจฉัยโรคธาลัสซีเมียและการเป็นพาหะของโรคได้จากประวัติอาการและประวัติการเป็นโรคนี้ของคนในครอบครัว,การตรวจร่างกาย,การตรวจเลือดเพื่อดูความผิดปกติของเม็ดเลือดแดงและชนิดของโรคธาลัสซีเมียซึ่งการตรวจเลือดจะพบภาวะซีด(ระดับฮีโมโกลบินและฮีมาโทคริดต่ำ),ดัชนีเม็ดเลือดแดง(MCV,MCHและ MCHC) มีค่าต่ำ,มีเม็ดเลือดตัวอ่อนมากขึ้น,เม็ดเลือดแดงมีลักษณะผิดแกติ คือ เม็ดเลือดแดงมีขนาดเล็ก (Microcytosis) เม็ดเลือดแดงติดสีจาง (Hypochromia) เม็ดเลือดแดงมีหลากขนาด (Anisocytosis) เม็ดเลือดแดงมีหลากรูป (Poikilocytosis) พบเซลล์รูปเป้า (Target cell) และจุดแต้มสีน้ำเงินในไซโตลาสซึม (Basophilic stipping) ระดับความรุนแรงของภาวะซีด แบ่งได้ 3 ระดับ อาการซีดรุนแรงน้อย Hb มากกว่าเท่ากับ 9/dl (Hct มากกว่าเท่ากับ 27%) อาการซีดรุนแรงปานกลาง Hb=7-9/dl (Hct=20-27%) อาการซีดรุนแรงมาก Hb<7/dl (Hct<20%)